(18分)如图所示,k是产生带电粒子的装置,从其小孔a水平向左射出比荷为1.0×l03C/kg的不同速率的带电粒子,带电粒子的重力忽略不计.Q是速度选择器,其内有垂直纸面向里的磁感应强度为3.0×l0-3T的匀强磁场和竖直方向的匀强电场(电场线未画出).
(1)测得从Q的b孔水平向左射出的带电粒子的速率为2.0×l03m/s,求Q内匀强电场场强的大小和方向.
(2)为了使从b孔射出的带电粒子垂直地打在与水平面成30°角的P屏上,可以在b孔与P屏之间加一个边界为正三角形的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面.试求该正三角形匀强磁场的最小面积S与磁感应强度B间所满足的关系.
(14分)动物爱好者经过长期观察发现,猎豹从静止开始沿直线奔跑时,经过60m的距离其速度加速到最大为30m/s,以后只能维持这一速度4.0s;羚羊从静止开始沿直线奔跑时,经过50m的距离其速度加速到最大为25m/s,并能保持这一速度奔跑较长的时间.一次猎豹在距羚羊x处对羚羊开始发起攻击,羚羊在猎豹发起攻击后1.0s开始奔跑,结果猎豹在减速前追上了羚羊,试求x值的取值范围(假定猎豹和羚羊在加速阶段分别做匀加速直线运动,且均沿同一直线奔跑).
用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差.为了消除系统误差,某研究性学习小组设计了如图所示的测量电路
1)请完成下列操作过程:
第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2合向a,然后闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步:保持滑动变阻器 滑动触头位置不变,单刀双掷开关S2合向b,调节滑动变阻器____,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.(选填“R1”或“R2”)
2)根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx= 。
(8分)某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系,设计了如图a所示的实验装置.该实验小组成员用钩码的重力作为小车所受的合力,用传感器测小车的加速度,通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图像,他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图b所示.
(1)图b中的图线____是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”).当钩码的数量增大到一定程度时,图b中的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 .
(2)小车和传感器接收器的总质量m= kg,小车和轨道间的动摩擦因数μ= (g=1m/s2)
如图所示,一辆小车静止在水平面上,在小车上放一个质量为m=8kg的物体,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N.现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1m/s2的加速度做匀加速直线运动.以下说法正确的是
如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3V、5V、7V,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力,则下列说法正确的是
A.粒子可能带负电
B.粒子在P点的动能大于Q点动能
C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能
D.粒子在P点受到电场力大于Q点受到的电场力